М. В. Дроздова, А. А. Дроздов
Неорганическая химия. Шпаргалки
Аннотация
Информативные ответы на все вопросы курса «Неорганическая химия» в соответствии с Государственным образовательным стандартом.
Оглавление
1. Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии в организме. Термодинамическая система
2. Первое начало термодинамики. Понятия, характеризующие систему
3. Первое начало термодинамики
4. Закон Гесса
5. Второе начало термодинамики. Свободная энергия Гиббса
6. Второе начало термодинамики. Энтропия
7. Формула Больцмана
8. Энергия Гиббса
9. Растворы. Классификация растворов
10. Вода как растворитель
11. Концентрация раствора и способы ее выражения
12. Процесс растворения
13. Термодинамика процесса растворения
14. Растворимость
15. Растворимость газов в жидкостях. Законы Генри—Дальтона и Сеченова
16. Роль диффузии в процессах переноса веществ в биологических системах
17. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов
18. Осмотическое давление
19. Роль осмоса и осмотического давления в биологических системах
20. Степень диссоциации (ионизации). Сила электролитов
21. Константа диссоциации. Закон разведения Оствальда. Теория растворов сильных электролитов
22. Теория кислот и оснований
23. Буферные системы крови.Плазма крови
24. Реакции нейтрализации
25. Гидролиз соли
26. Реакция осаждения и растворения
27. Окислительно-восстановительные реакции
28. Окислители и восстановители
29. Биологическое значение окислительно-восстановительных процессов
30. Химическая связь и ее экспериментальные характеристики
31. Водородная связь.
32. Макро– и микроэлементы в среде и в организме человека
33. Топография важнейших биогенных элементов в организме человека
34. Биологическая роль химических элементов в организме
35. S-элементы и их соединения
36. Биологическая роль s-элементов IА-группы (литий, рубидий, цезий, франций)
37. Биологическая роль s-элементов IА-группы (натрий, калий)
38. Биологическая роль s-элементов IIА-группы. Их применение в медицине (бериллий, магний, кальций)
39. Биологическая роль d-элементов VIB-группы. Их применение в медицине
40. Биологическая роль соединений марганца. Их применение в медицине
41. Биологическая роль соединений железа. Гемоглобин
42. Биологическая роль соединений железа. Моноксид углерода СО.
43. Биологическая роль соединений железа и кобальта
44. Роль d-элементов IB-группы. Применение их соединений в медицине
45. Биологическая роль d-элементов IIB-группы. Применение их соединений в медицине
46. Токсические свойства соединений группы IIB (Zn, Cd, Hg)
47. Биологическая роль р-элементов IIIA-группы. Применение их соединений в медицине
48. Биологическая роль р-элементов IVA-группы. Применение их соединений в медицине
49. Биологическая роль р-элементов VA-группы. Применение их соединений в медицине (азот, фосфор)
50. Биологическая роль р-элементов VA-группы (мышьяк, сурьма, висмут). Применение их в медицине
51. Биологическая роль р-элементов VIA-группы. Применение их соединений в медицине
52. Биологическая роль р-элементов VIIA-группы. Применение их соединений в медицине (фтор и хлор)
53. Биологическая роль р-элементов VIIA-группы. Применение их соединений в медицине (бром, йод)
54. Аэрозоли
55. Эмульсии
56. Коллоидные ПАВ
1. Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии в организме. Термодинамическая система
Процессы жизнедеятельности на Земле обусловле–ны в значительной мере накоплением солнечной энер–гии в биогенных веществах (белках, жирах, углеводах) и последующими превращениями этих веществ в жи–вых организмах с выделением энергии.
Работы А. М. Лавуазье (1743—1794) и П. С. Лапласа (1749– 1827) прямыми калориметрическими измерениями показа–ли, что энергия, выделяемая в процессе жизнедеятельнос–ти, определяется окислением продуктов питания кислородом воздуха, вдыхаемого животными.
С развитием в XIX—XX вв. термодинамики стало воз–можно количественно рассчитывать превращение энер–гии в биохимических реакциях и предсказывать их на–правление. Термодинамический метод основан на ряде строгих понятий: «система», «состояние системы», «внут–ренняя энергия системы», «функция состояния системы».
^ называется всякий объект природы, состоящий из достаточно большого чис–ла молекул (структурных единиц) и отделенный от дру–гих объектов природы реальной или воображаемой гра–ничной поверхностью (границей раздела).
Объекты природы, не входящие в систему, называют–ся средой.
Наиболее общими характеристиками систем являют–ся т – масса вещества, содержащегося в системе, и Е – внутренняя энергия системы. Масса вещества системы определяется совокупностью масс молекул, из которых она состоит. Внутренняя энергия системы представляет собой сумму энергий теплового движения молекул и энер–гии взаимодействия между ними.
Системы по характеру обмена веществом и энер–гией с окружающей средой подразделяют на три типа: изолированные, закрытые и открытые.
^ называется такая систе–ма, которая не обменивается со средой ни веществом, ни энергией (Δm = 0, ΔE = 0). Закрытой системой назы–вается такая система, которая не обменивается со сре–дой веществом, но может обмениваться энергией (Δm = 0, ΔE^ 0).
Обмен энергии может осуществляться передачей теп–лоты или совершением работы.
^ называется такая система, ко–торая может обмениваться со средой как веществом, так и энергией (Δm ≠ 0, ΔE ≠ 0).
Важным примером открытой системы является жи–вая клетка. Системы в зависимости от агрегатного состояния вещества, из которого они состоят, подраз–деляют на гомогенные и гетерогенные.
В гомогенной системе отсутствуют резкие измене–ния физических и химических свойств при переходе от одних областей системы к другим. Примером такой сис–темы может служить плазма крови, представляющая со–бой раствор различных биогенных веществ.
Гетерогенная система состоит из двух или более го–могенных частей. Примером гетерогенной системы яв–ляется цельная кровь, т. е. плазма с клетками – эри–троцитами и лейкоцитами.
2. Первое начало термодинамики. Понятия, характеризующие систему
Первое начало термодинамики представляет собой стро–гую количественную основу для анализа энергетики различ–ных систем. Для его формулировки необходимо ввести ряд новых понятий, характеризующих систему.
Одним из важнейших понятий является состояние системы.
Под состоянием понимают совокупность свойств сис–темы, позволяющих определить систему с точки зрения тер–модинамики.
В качестве обобщенной характеристики состояния системы применяют понятия: «равновесное», «стацио–нарное», «переходное состояние».
Состояние системы называется равновесным, если все свойства остаются постоянными в течение какого угодно большого промежутка времени и в системе от–сутствуют потоки вещества и энергии.
Если свойства системы постоянны во времени, но име–ются потоки вещества и энергии, состояние называется стационарным.
Количественно состояния различают с помощью термо–динамических переменных. Термодинамические перемен–ные – такие величины, которые характеризуют состояние системы в целом. Их называют еще термодинамическими параметрами системы. Важнейшими термодинамическими переменными являются давление р, температура Т, объем системы V или общая масса системы m, массы химических веществ (компонент) mk, из которых состоит система, или концентрация этих веществ те. Следует отметить, что ана–логичные характеристики (температура, масса, состав био–логических жидкостей, артериальное давление) использу–ются врачом для определения состояния больного.
Переход системы из одного состояния в другое называется процессом.
В результате процесса состояние системы и термоди–намические переменные изменяются. Если обозначить значение термодинамической переменной в начальном состоянии через Х1 ,ав конечном – X2 , то изменение этой переменной соответственно равно ΔX = X2 – X1 и на–зывается приращением термодинамической перемен–ной X. Приращение, взятое с обратным знаком, называ–ется убылью переменной X.
Внутренняя энергия системы Е – одна из термодинами–ческих функций состояния. Важная особенность функций со–стояния – их независимость от способа достижения данно–го состояния системы.
Изменение внутренней энергии системы ΔE обуслов–лено работой W, которая совершается при взаимодейст–вии системы со средой, и обмен теплотой Q между средой и системой, отношение между этими величинами состав–ляет содержание первого начала термодинамики.
^ :
ΔE = Q + W.
В биологических системах теплота обычно отдается системой во внешнюю среду, а работа совершается системой за счет убыли внутренней энергии. Матема–тическую запись первого начала термодинамики удоб–но представить в виде:
-ΔE = –Q – W.
Все величины в приведенных формулах измеряются в джоулях (Дж).
|
